JP5996357B2

JP5996357B2 - テンションレベラー

Info

Publication number: JP5996357B2
Application number: JP2012219541A
Authority: JP
Inventors: 耕毅山口; 裕也小野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Himatex Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Himatex Co Ltd
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-10-01
Also published as: CN103722049A; US20140090436A1; JP2014069229A

Description

本発明は、テンションレベラーに関し、特に、通板される金属板の形状を矯正しつつ当該金属板の表面に付着しているスケールを破砕する機能を有するテンションレベラーに関する。

特許文献１には、通板ラインに対して交互に配置されると共に金属板と接する複数のワークロールと、これらのワークロールに対して通板ラインとは反対側に配置されると共にワークロールに接するバックアップロールとを備えるテンションレベラーが開示されている。

特開２００１−２５２７１９号公報

金属板（例えば鋼板）を製造する際の熱間圧延工程において、金属板の表面にスケールと呼ばれる酸化被膜が生ずる。金属板を製品として出荷するためには、スケールを金属板の表面から除去する必要がある。そこで、テンションレベラーで、通板される金属板の形状を矯正しつつ当該金属板の表面に付着しているスケールを粉砕し、テンションレベラーの下流側に設置した酸洗ラインで、金属板に塩酸を供給して、粉砕されたスケールを溶かす作業が行われている。この場合、酸洗ラインに金属板を通板する前にスケールが粉砕されるので、塩酸によりスケールが溶解及び除去されやすくなる。その結果、スケールを短時間で除去でき、生産効率の向上が図られる。

ところで、テンションレベラーでスケールの粉砕が行われると、粉状になったスケールがワークロール表面に随伴して、ワークロールとバックアップロールとの間に噛み込まれることがある。また、スケール以外の異物（例えば、溶接の破片、設備に付着した錆び片、金属板の表面に露出した不純物）も、ワークロールとバックアップロールとの間に噛み込まれることがある。スケール及び異物は非常に硬いため、粉状のスケールや異物がロール間に噛み込まれると、ワークロールの表面に荒れや摩耗が生じ、この荒れや摩耗が発達することで、ワークロールに接する金属板の表面に欠陥を生じさせてしまい得る。これを避けるため、テンションレベラーにおいては、通常、短期間（例えば、一週間から一月）でワークロールを交換している。しかしながら、ワークロールは非常に高価であるため、ワークロールの交換頻度が金属板の製造コストに大きな影響を与えていた。

そこで、本発明の目的は、テンションレベラーにおいてワークロールの高寿命化を図ることにある。

本発明の一側面に係るテンションレベラーは、金属板に接するワークロールと、ワークロールに接するバックアップロールとを備え、バックアップロールの表面には、バックアップロールの内部よりも硬い焼き入れ層が形成されており、バックアップロールの内部におけるショア硬さは、バックアップロールの表面におけるショア硬さよりもＨＳ２３〜ＨＳ３６低い。

本発明の一側面に係るテンションレベラーにおいては、バックアップロールの内部におけるショア硬さが、バックアップロールの表面におけるショア硬さよりもＨＳ２３〜ＨＳ３６低い。そのため、粉状のスケールや異物がワークロールとバックアップロールとの間に噛み込まれた場合でも、その衝撃がバックアップロールで吸収される。従って、粉状のスケールや異物がワークロールに与える影響が極めて小さくなるので、ワークロールの高寿命化を図ることができる。なお、上記範囲を下回ると、バックアップロールによる衝撃吸収の効果が得られ難い傾向にある。上記範囲を上回ると、バックアップロールの変形が過大となり、バックアップロールでワークロールを押さえることが困難となる傾向にある。

バックアップロールの表面におけるショア硬さはＨＳ７０〜ＨＳ７５であり、バックアップロールの内部におけるショア硬さはＨＳ３９〜ＨＳ４７であってもよい。バックアップロールの表面におけるショア硬さがＨＳ７０未満であるか、バックアップロールの内部におけるショア硬さがＨＳ３９未満であると、バックアップロールの表面が柔らかく変形しやすくなるため、バックアップロールが偏摩耗しやすくなる傾向にある。そのため、バックアップロールでの衝撃吸収効果が十分発揮されず、ワークロールも摩耗してしまう傾向にある。バックアップロールの表面におけるショア硬さがＨＳ７５を超えると、バックアップロールの表面の硬さがワークロールの表面の硬さに近づくため、粉状のスケールや異物がワークロールとバックアップロールとの間に噛み込まれた場合、その衝撃をバックアップロールで吸収できず、お互いが摩耗してしまう傾向にある。バックアップロールの内部におけるショア硬さがＨＳ４７を超えると、バックアップロールの内部におけるクッション性が低下する結果、バックアップロールの表面が摩耗しやすくなる傾向にある。

バックアップロールは、炭素含有率が０．８％以下である亜共析鋼で構成されてもよい。

バックアップロールの表面におけるショア硬さは、ワークロールの表面におけるショア硬さよりもＨＳ８〜ＨＳ２２低くてもよい。当該範囲を下回ると、両者の表面の硬さが同程度となるため、粉状のスケールや異物がワークロールとバックアップロールとの間に噛み込まれた場合、その衝撃をバックアップロールで吸収できず、お互いが摩耗してしまう傾向にある。当該範囲を上回ると、バックアップロールの変形が過大となり、バックアップロールでワークロールを押さえることが困難となる傾向にある。

ワークロールの表面におけるショア硬さはＨＳ８３〜ＨＳ９２であってもよい。ワークロールの表面におけるショア硬さがＨＳ８３未満であると、スケールや異物によってワークロールの表面が大きく摩耗したり、スケールや異物に対するワークロールの耐衝撃荷重が低くなる傾向にある。ワークロールの表面におけるショア硬さがＨＳ９２を超えると、ワークロールの表面の靱性が不十分となり、スケールや異物から受ける衝撃に弱くなるので、ワークロールの表面の一部が欠けて脱落する現象が増加する傾向にある。

本明細書におけるショア硬さは、ＪＩＳＺ２２４６「ショア硬さ試験方法」で測定される値である。

本発明によれば、テンションレベラーにおいてワークロールの高寿命化を達成できる。

図１は、テンションレベラーの概要を示す側面図である。図２は、図１のうちワークロール及びバックアップロールを中心に示す側面図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。

テンションレベラー１０は、図１に示されるように、本体１２と、ローラユニット１４Ａ〜１４Ｆとを備える。本体１２は、一方の側面１２ａから他方の側面１２ｂに向かって水平方向に延びる通路１６と、ローラユニット１４Ａ〜１４Ｆを冷却するための水冷機構（図示せず）とを有する。

通路１６内には、通板ラインＬに沿って金属板Ｍが通板される。通路１６における側面１２ａ側の開口１６ａは、金属板Ｍが本体１２（通路１６）内へ搬入される際の入口として機能する。開口１６ａの上流側には、金属板Ｍを案内するための一対の案内ロール１８が配置されている。通路１６における側面１２ｂ側の開口１６ｂは、金属板（例えば鋼板）Ｍが本体１２（通路１６）内から搬出される際の出口として機能する。開口１６ｂの下流側には、金属板Ｍを案内するための一対の案内ロール２０が配置されている。

ローラユニット１４Ａ〜１４Ｆは、通路１６内に配置されている。ローラユニット１４Ａは、通路１６内において最も上流側に位置し、通路１６の天井側に取り付けられている。ローラユニット１４Ａは、ローラ支持部２２Ａと、ワークロール２４Ａと、一対のバックアップロール２６Ａとを有する。ローラ支持部２２Ａは、ワークロール２４Ａ及び一対のバックアップロール２６Ａを回転可能に支持する。

ワークロール２４Ａは、一対のバックアップロール２６Ａの間で且つ一対のバックアップロール２６Ａよりも下方に位置している。ワークロール２４Ａは、下端側において金属板Ｍに接する。一対のバックアップロール２６Ａは、下側においてワークロール２４Ａと接し、ワークロール２４Ａを支持している。

ローラユニット１４Ｂは、通路１６内においてローラユニット１４Ａの下流側に位置し、通路１６の床側に取り付けられている。ローラユニット１４Ｂは、ローラ支持部２２Ｂと、ワークロール２４Ｂと、一対のバックアップロール２６Ｂとを有する。ローラ支持部２２Ｂは、ワークロール２４Ｂ及び一対のバックアップロール２６Ｂを回転可能に支持する。

ワークロール２４Ｂは、一対のバックアップロール２６Ｂの間で且つ一対のバックアップロール２６Ｂよりも上方に位置している。ワークロール２４Ｂは、上端側において金属板Ｍに接する。一対のバックアップロール２６Ｂは、上側においてワークロール２４Ｂの下側に接し、ワークロール２４Ｂを支持している。

図２に示されるように、ワークロール２４Ｂは、ワークロール２４Ａよりも若干下流側に位置している。ワークロール２４Ｂの上端は、ワークロール２４Ａの下端よりも若干上方に位置している。そのため、ワークロール２４Ａとワークロール２４Ｂとの間を通板される金属板Ｍは、ワークロール２４Ａ，２４Ｂにより波状に変形する。この変形により、金属板Ｍの形状が矯正されると共に、金属板Ｍの表面に付着しているスケールが破砕される。

図１に戻って、ローラユニット１４Ｃは、通路１６内においてローラユニット１４Ｂの下流側に位置し、通路１６の天井側に取り付けられている。ローラユニット１４Ｃは、ローラ支持部２２Ｃと、ワークロール２４Ｃと、一対のバックアップロール２６Ｃとを有する。ローラ支持部２２Ｃは、ワークロール２４Ｃ及び一対のバックアップロール２６Ｃを回転可能に支持する。

ワークロール２４Ｃは、一対のバックアップロール２６Ｃの間で且つ一対のバックアップロール２６Ｃよりも下方に位置している。ワークロール２４Ｃは、下端側において金属板Ｍに接する。一対のバックアップロール２６Ｃは、下側においてワークロール２４Ｃの上側に接し、ワークロール２４Ｃを支持している。

ローラユニット１４Ｄは、通路１６内においてローラユニット１４Ｃの下流側に位置し、通路１６の床側に取り付けられている。ローラユニット１４Ｄは、ローラ支持部２２Ｄと、ワークロール２４Ｄと、一対のバックアップロール２６Ｄとを有する。ローラ支持部２２Ｄは、ワークロール２４Ｄ及び一対のバックアップロール２６Ｄを回転可能に支持する。

ワークロール２４Ｄは、一対のバックアップロール２６Ｄの間で且つ一対のバックアップロール２６Ｄよりも上方に位置している。ワークロール２４Ｄは、上端側において金属板Ｍに接する。一対のバックアップロール２６Ｄは、上側においてワークロール２４Ｄの下側に接し、ワークロール２４Ｄを支持している。

ワークロール２４Ｃとワークロール２４Ｄとの位置関係は、図２に示されるワークロール２４Ａとワークロール２４Ｂとの位置関係と同様である。すなわち、ワークロール２４Ｄは、ワークロール２４Ｃよりも若干下流側に位置している。ワークロール２４Ｄの上端は、ワークロール２４Ｃの下端よりも若干上方に位置している。そのため、ワークロール２４Ｃとワークロール２４Ｄとの間を通板される金属板Ｍは、ワークロール２４Ｃ，２４Ｄにより波状に変形する。この変形により、金属板Ｍの形状がさらに矯正されると共に、金属板Ｍの表面に付着しているスケールがさらに破砕される。

ローラユニット１４Ｅは、通路１６内においてローラユニット１４Ｄの下流側に位置し、通路１６の天井側に取り付けられている。ローラユニット１４Ｅは、ローラ支持部２２Ｅと、ワークロール２４Ｅと、一対のバックアップロール２６Ｅとを有する。ローラ支持部２２Ｅは、ワークロール２４Ｅ及び一対のバックアップロール２６Ｅを回転可能に支持する。

ワークロール２４Ｅは、一対のバックアップロール２６Ｅの間で且つ一対のバックアップロール２６Ｅよりも下方に位置している。ワークロール２４Ｅは、下端側において金属板Ｍに接する。一対のバックアップロール２６Ｅは、下側においてワークロール２４Ｅの上側に接し、ワークロール２４Ｅを支持している。

ローラユニット１４Ｆは、通路１６内においてローラユニット１４Ｅと対向するように、通路１６の床側に取り付けられている。ローラユニット１４Ｆは、ローラ支持部２２Ｆと、一対のワークロール２４Ｆとを有する。ローラ支持部２２Ｆは、一対のワークロール２４Ｆを回転可能に支持する。

一対のワークロール２４Ｆは、上端側において金属板Ｍに接している。一対のワークロールは、ローラユニット１４Ｅの一対のバックアップロール２６Ｅに対向するように位置している。上下方向から見て、一対のワークロール２４Ｆの間にローラユニット１４Ｅのワークロール２４Ｅが位置している。そのため、ワークロール２４Ｅ及び一対のワークロール２４Ｆの間を通板される金属板Ｍは、上流側のワークロール２４Ｆの上端側、ワークロール２４Ｅの下端側、及び下流側のワークロール２４Ｆの上端側の順でこれらのロール２４Ｅ，２４Ｆと接する。

ワークロール２４Ａ〜２４Ｄの直径は、例えば８０ｍｍ程度に設定することができる。ワークロール２４Ｅ，２４Ｆの直径は、例えば１２０ｍｍ程度に設定することができる。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの直径は、例えば１２０ｍｍに設定することができる。

ワークロール２４Ａ〜２４Ｆ及びバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面には、例えば高周波焼き入れにより、例えば５ｍｍ〜７ｍｍ程度の厚さの焼き入れ層が形成されている。この焼き入れ層により、ワークロール２４Ａ〜２４Ｆ及びバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面における硬さが確保されている。

ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面におけるショア硬さは、例えばＨＳ８３〜ＨＳ９２程度に設定することができる。ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面におけるショア硬さがＨＳ８３未満であると、スケールや異物によってワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面が大きく摩耗したり、スケールや異物に対するワークロール２４Ａ〜２４Ｆの耐衝撃荷重が低くなる傾向にある。ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面におけるショア硬さがＨＳ９２を超えると、ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面の靱性が不十分となり、スケールや異物から受ける衝撃に弱くなるので、ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面の一部が欠けて脱落する現象が増加する傾向にある。ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの内部におけるショア硬さは、ＨＳ３６〜ＨＳ４０程度に設定することができる。

バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さは、ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面におけるショア硬さよりもＨＳ８〜ＨＳ２２程度低いと好ましく、例えばＨＳ７０〜ＨＳ７５程度に設定することができる。ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面におけるショア硬さと、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さとの差が上記範囲を下回ると、両者の表面の硬さが同程度となるため、粉状のスケールや異物がワークロール２４Ａ〜２４Ｆとバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅとの間に噛み込まれた場合、その衝撃をバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅで吸収できず、お互いが摩耗してしまう傾向にある。ワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面におけるショア硬さと、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さとの差が上記範囲を上回ると、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの変形が過大となり、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅでワークロール２４Ａ〜２４Ｆを押さえることが困難となる傾向にある。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さがＨＳ７０未満であると、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面が柔らかく変形しやすくなるため、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅが偏摩耗しやすくなる傾向にある。そのため、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅでの衝撃吸収効果が十分発揮されず、ワークロール２４Ａ〜２４Ｆも摩耗してしまう傾向にある。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さがＨＳ７５を超えると、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面の硬さがワークロール２４Ａ〜２４Ｆの表面の硬さに近づくため、粉状のスケールや異物がワークロール２４Ａ〜２４Ｆとバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅとの間に噛み込まれた場合、その衝撃をバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅで吸収できず、お互いが摩耗してしまう傾向にある。

バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの内部におけるショア硬さは、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さよりもＨＳ２３〜ＨＳ３６程度低くなっており、例えばＨＳ３９〜ＨＳ４７程度に設定することができる。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さと、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの内部におけるショア硬さとの差が上記範囲を下回ると、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅによる衝撃吸収の効果を得られ難い傾向にある。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さと、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの内部におけるショア硬さとの差が上記範囲を上回ると、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの変形が過大となり、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅでワークロール２４Ａ〜２４Ｅを押さえることが困難となる傾向にある。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの内部におけるショア硬さがＨＳ３９未満であると、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面が柔らかく変形しやすくなるため、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅが偏摩耗しやすくなる傾向にある。そのため、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅでの衝撃吸収効果が十分発揮されず、ワークロール２４Ａ〜２４Ｅも摩耗してしまう傾向にある。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの内部におけるショア硬さがＨＳ４７を超えると、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの内部におけるクッション性が低下する結果、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面が摩耗しやすくなる傾向にある。

ワークロール２４Ａ〜２４Ｆは、例えば粉末ハイス鋼で構成することができる。バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅは、例えば、炭素含有率が０．８％以下である亜共析鋼（例えばクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４４０））で構成することができる。クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４４０）の焼き入れ前のショア硬さはＨＳ３９程度である。

以上のような本実施形態では、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの内部におけるショア硬さが、バックアップロール２６Ａ〜２６Ｅの表面におけるショア硬さよりもＨＳ２３〜ＨＳ３６低い。そのため、粉状のスケールや異物がワークロール２４Ａ〜２４Ｅとバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅとの間に噛み込まれた場合でも、その衝撃がバックアップロール２６Ａ〜２６Ｅで吸収される。従って、粉状のスケールや異物がワークロール２４Ａ〜２４Ｅに与える影響が極めて小さくなるので、ワークロール２４Ａ〜２４Ｅの高寿命化を図ることができる。その結果、金属板Ｍの製造コストを大幅に削減することが可能となる。なお、ワークロール２４Ａ〜２４Ｅの寿命は、テンションレベラー１０で処理された金属板Ｍの表面状態を観察して傷等があるかどうか判断される。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。

１０…テンションレベラー、１２…本体、１４Ａ〜１４Ｆ…ローラユニット、２４Ａ〜２４Ｆ…ワークロール、２６Ａ〜２６Ｅ…バックアップロール、Ｍ…金属板。

Claims

金属板に接するワークロールと、
前記ワークロールに接すると共に、炭素含有率が０．８％以下である亜共析鋼で全体が構成されたバックアップロールとを備え、
前記バックアップロールの表面には、前記バックアップロールの内部よりも硬い高周波焼き入れ層が形成されており、
前記バックアップロールの内部におけるショア硬さは、前記バックアップロールの表面におけるショア硬さよりもＨＳ２３〜ＨＳ３６低い、テンションレベラー。
前記バックアップロールの表面におけるショア硬さはＨＳ７０〜ＨＳ７５であり、前記バックアップロールの内部におけるショア硬さはＨＳ３９〜ＨＳ４７である、請求項１に記載のテンションレベラー。
前記バックアップロールの表面におけるショア硬さは、前記ワークロールの表面におけるショア硬さよりもＨＳ８〜ＨＳ２２低い、請求項１又は２に記載のテンションレベラー。
前記ワークロールの表面におけるショア硬さはＨＳ８３〜ＨＳ９２である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のテンションレベラー。